Po zreálnení cien energií po roku 1990 sa aj na Slovensku začala venovať pozornosť tepelným stratám budov a výstavbe energeticky úspornejších objektov. Zatepľovanie a optimalizácia vykurovacích systémov sa stali prioritou. Tento článok sa zaoberá tým, ako určiť správny výkon kotla v závislosti od tepelných strát objektu, pričom zohľadňuje rôzne faktory a výpočty.
Úvod do Tepelných Strát a Výkonu Kotla
Na vyčíslenie tepelných strát objektu existuje viacero výpočtov, ktoré sa líšia v presnosti. Zjednodušené výpočty používajú jednoduchší vzorec, ktorý neberie do úvahy všetky faktory, zatiaľ čo podrobnejšie výpočty zohľadňujú množstvo premenných.
Orientačný Výpočet Tepelných Strát
Ak plánujete stavať nový dom, energetické posúdenie projektu od špecialistu je nevyhnutné pre získanie stavebného povolenia a kolaudáciu. Nasledujúci výpočet je určený nielen pre tých, ktorí chcú stavať, ale aj pre majiteľov existujúcich rodinných domov, ktorí chcú zistiť tepelné straty svojho objektu. Pomôže im to posúdiť, aký vplyv by mala výmena okien, zateplenie fasády alebo stropov na energetickú bilanciu domu.
Vzorec pre orientačný výpočet:
D = G x V x ΔT
Kde:
Prečítajte si tiež: Porovnanie plynových kotlov na splátky
- D = Tepelná strata (vo W)
- G = Koeficient tepelnej straty (W/m³K . °C) - odhaduje sa podľa typu konštrukcie a izolácie
- V = Objem vykurovaného priestoru (m³)
- ΔT = Rozdiel medzi teplotou vnútri domu a minimálnou vonkajšou teplotou v danej lokalite (°C)
Príklad:
Rodinný dom s plochou 100 m², čo predstavuje približne 265 m³. Dom bol postavený v roku 1980, v roku 1994 dostal nové plastové okná s izolačným dvojsklom a v roku 1995 bol zateplený 5 cm polystyrénom. Použijeme koeficient G = 1,5 a rozdiel teplôt ΔT = 35 °C (napr. +20 °C vnútri a -15 °C vonku).
D = 1,5 x 265 x 35 = 13 912 W
Orientačná tepelná strata tohto domu je teda približne 14 kW.
Porovnanie Tepelných Strát v Rôznych Obdobiach Výstavby:
- Dom postavený v roku 1980 (nezateplený): D = 2 x 265 x 35 = 18 550 W (18,5 kW)
- Dom postavený okolo roku 1995: D = 1,1 x 265 x 35 = 10 202 W (10,2 kW)
- Dom postavený po roku 2015: D = 0,4 x 265 x 35 = 3 710 W (3,7 kW)
Zvolený výkon vykurovacieho telesa (napríklad kondenzačného kotla) musí byť minimálne rovnocenný takto vypočítanej tepelnej strate.
Prečo Stavať Domy s Nízkymi Tepelnými Stratami?
Domy s nízkymi tepelnými stratami majú nízke nároky na tepelnú energiu, čo je dôležité z dôvodu obmedzených zásob fosílnych palív. Európska únia a ďalšie krajiny prijímajú legislatívu na podporu výstavby pasívnych a nulových domov, čím sa znižujú náklady na bývanie a chráni životné prostredie.
Prečítajte si tiež: Kondenzačný kotol Viessmann Vitodens 100-W
Podrobnejší Výpočet Tepelných Strát
Podrobnejší výpočet tepelných strát zohľadňuje aj potrebu tepla na prípravu teplej vody (TV), straty z vetrania, slnečné zisky, orientáciu domu na svetové strany a umiestnenie v zástavbe. Dôležité sú použité stavebné materiály, hrúbka obvodového muriva, tepelný odpor (R) tehál, hrúbka zateplenia, parametre okien a dverí, zateplenie stropu, podlahy a tepelných mostov. Na tento výpočet sa používa špeciálny softvér.
Tepelné Straty Premietnuté do Ceny Bývania
Ak budeme počítať s cenou zemného plynu 0,046 eur/kWh a elektriny 0,108 eur/kWh (v roku 2018), tak pre dom so stratou 6,324 MWh/rok zaplatí majiteľ za kúrenie zemným plynom približne 289 eur/rok (24 eur/mesiac) a za elektrické podlahové vykurovanie 683 eur/rok (57 eur/mesiac). Pri dome spred roku 1990 so štvornásobnými tepelnými stratami sa tieto hodnoty vynásobia štyrmi.
Výber Kotla s Ohľadom na Moduláciu Výkonu
Pri výbere kotla je dôležité zohľadniť jeho moduláciu výkonu. Modulácia umožňuje kotlu prispôsobiť svoj výkon aktuálnej potrebe tepla, čím sa znižuje cyklovanie (časté vypínanie a zapínanie) a zvyšuje sa jeho životnosť a účinnosť. Široká lineárna modulácia výkonu kotla umožňuje rovnomerné vykurovanie priestoru bez zbytočného cyklovania kotla.
Príklad Výberu Kotla
Majiteľ poschodového domu s plochou cca 200 m² plánuje kúpu kondenzačného kotla s podlahovým kúrením. Zvažuje medzi dvoma modelmi Vaillant:
- Vaillant 246 Plus (9,4-26 kW, modulácia 37-100%)
- Vaillant 256 Plus (5,7-26,5 kW, modulácia 17-100%)
Nižšia spodná hranica výkonu pri modeli 256 Plus je dôležitá, pretože pri nízkych tepelných stratách domu (napr. menej ako 10 kW) by kotol s vyšším minimálnym výkonom (246 Plus) mohol často cyklovať. Modulácia je dôležitá, pretože pri výpočte tepelných strát domu sa počíta s vonkajšou teplotou, pri ktorej je najväčšia strata tepla. Takéto teploty sú len niekoľko dní v roku, zvyšok je nižšia tepelná strata a preto sa používa modulácia.
Prečítajte si tiež: Návod na nastavenie kotla Ferroli
Vplyv Teplotného Spádu na Spotrebu
Otázkou je, ako ovplyvní hodinová alebo sezónna spotreba, ak je teplotný spád iný, nižší ako udávajú výrobcovia kotlov v technických podkladoch (80°/60° pre radiátory a 50°/30° pre podlahové vykurovanie). Kondenzačné kotly dosahujú najvyššiu účinnosť pri nízkych výstupných teplotách vody, pretože vykonávajú kondenzáciu, pri ktorej sa z obnovenej energie vráti späť viac tepla.
Príklad
Tepelná strata objektu je 5 kW pri -13°C. Ak by kotol mal 100% účinnosť, potreboval by presne 5 kW tepelného výkonu.
- Radiátorový systém pri teplotách 50°C/40°C: Kondenzačný kotol môže dosiahnuť účinnosť okolo 90-92%.
- Podlahové vykurovanie pri teplotách 35°C/30°C: Je efektívnejšie z hľadiska distribúcie tepla.
Rozdiel v spotrebe medzi radiátorovým systémom a podlahovým vykurovaním s nižším teplotným spádom (35°/30° vs. 50°/40°) je relevantný, ale nie obrovský.
Ako Zistiť Tepelnú Stratu Domu?
Najpresnejší spôsob, ako zistiť tepelnú stratu domu, je nechať si spraviť energetický certifikát. Energetický certifikát určí tepelnú stratu domu a pomôže vám vybrať správny kotol.
Kondenzačné Kotly a Úspora Energie
Výmena starého plynového kotla za nový kondenzačný môže ušetriť až 30 % plynu. Kondenzačné kotly využívajú teplo nielen spálením metánu v plyne, ale aj teplo z vodných pár v spalinách. Pracujú najúčinnejšie vtedy, ak je teplota vratnej vody z vykurovacieho systému čo najnižšia.
Výber Vhodného Výkonu Kotla
Pri výbere kondenzačného kotla je dôležité zvoliť si zariadenie s vhodným výkonom. Kotol s príliš nízkym výkonom priestory dostatočne nevykúri. Kondenzačné kotly sa dimenzujú podľa tepelných strát budovy a potreby tepla na ohrev pitnej vody. Najlepšie je dať si vypracovať projekt, ktorý stanoví potrebný výkon zariadenia. Orientačne možno povedať, že pri tepelnej strate domu napríklad 10 kW treba hľadať plynový kondenzačný kotol s najbližším vyšším výkonom.
Nástenné vs. Stacionárne Kotly
Pri výbere medzi nástenným a stacionárnym kondenzačným kotlom je dôležité zohľadniť priestorové možnosti. Nástenné kotly sú kompaktnejšie a majú priaznivejšiu cenu, zatiaľ čo stacionárne kotly pracujú s väčším objemom vody, čo zjednodušuje hydrauliku vykurovacieho systému a znižuje sa tepelné zaťaženie kotla.
Ohrev Vody a Kondenzačné Kotly
Ak chcete pomocou kondenzačného kotla nielen kúriť, ale aj ohrievať vodu, je dôležité zvoliť si kotol so správnym objemom zásobníka. Kompaktný kotol s prietokovým ohrevom je vhodný najmä do malých domácností, zatiaľ čo pre väčšie rodiny sú vhodnou voľbou stacionárne kotly so zabudovaným zásobníkom.
Komín a Kondenzačné Kotly
Komín, na ktorý chcete pripojiť kondenzačný kotol, by mal byť schopný postarať sa nielen o odvod spalín, ale aj o prívod vzduchu na spaľovanie. Moderné plynové kondenzačné kotly sú konštruované tak, že rúra na odvod spalín obsahuje aj rúru na prívod vzduchu.
Kombinácia s Obnoviteľnými Zdrojmi Energie
Od januára 2021 je povinnosťou stavať domy tak, aby pri energetickej certifikácii splnili požiadavku globálneho ukazovateľa energetickej triedy A0. Aby sa dosiahli tieto limity, je potrebné kondenzačný kotol doplniť o niektorý z obnoviteľných zdrojov energie, napríklad fotovoltické moduly alebo solárne kolektory.
Regulácia Vykurovania
Moderná inteligentná regulácia dokáže efektívne riadiť vykurovací systém aj podľa zvyklostí a potrieb konkrétnej domácnosti. Regulácia sa delí na ekvitermickú a reguláciu podľa teploty priestoru. Pri ekvitermickej regulácii vyhodnocuje snímač teplotu vody a regulátor si podľa vonkajšej teploty vypočíta požadovanú teplotu vody v potrubí.